初窥InnoDB的Memcached插件

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前些年,HandlerSocket的横空出世让人们眼前一亮,当时我还写了一篇文章介绍了其用法梗概,时至今日,由于种种原因,HandlerSocket并没有真正流行起来,不过庆幸的是MySQL官方受其启发,研发了基于InnoDB的Memcached插件,总算是在MySQL中延续了NoSQL的香火,以前单独架设Memcached服务器不仅浪费了内存,而且还必须自己维护数据的不一致问题,有了Memcached插件,这些问题都不存在了,而且借助MySQL本身的复制功能,我们可以说是变相的实现了Memcached的复制,这更是意外之喜。

安装

为了让文章更具完整性,我们选择从源代码安装MySQL,需要注意的是早期的版本有内存泄漏,所以推荐安装最新的稳定版,激活WITH_INNODB_MEMCACHED即可:

shell> groupadd mysql
shell> useradd -r -g mysql mysql
shell> tar zxvf mysql-<VERSION>.tar.gz
shell> cd mysql-5.6.13
shell> cmake . -DWITH_INNODB_MEMCACHED=ON
shell> make
shell> make install
shell> cd /usr/local/mysql
shell> chown -R mysql .
shell> chgrp -R mysql .
shell> scripts/mysql_install_db --user=mysql
shell> chown -R root .
shell> chown -R mysql data
shell> bin/mysqld_safe --user=mysql &
shell> cp support-files/mysql.server /etc/init.d/mysql.server

MySQL安装完毕后,在插件目录我们能看到innodb_engine.so和libmemcached.so:

mysql> SELECT @@plugin_dir;
+------------------------------+
| @@plugin_dir                 |
+------------------------------+
| /usr/local/mysql/lib/plugin/ |
+------------------------------+

此外还需要导入Memcached插件所需要的表结构:

mysql> SOURCE /usr/local/mysql/share/innodb_memcached_config.sql

一切就绪后就可以激活Memcached插件了(当然如果需要的话也可以禁止):

mysql> INSTALL PLUGIN daemon_memcached soname "libmemcached.so";
mysql> UNINSTALL PLUGIN daemon_memcached;

说明:如果要重启插件的话,可以先uninstall,再install。

Memcached插件相关的配置信息如下,具体介绍可以参考官方文档

mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%memcached%';
+----------------------------------+------------------+
| Variable_name                    | Value            |
+----------------------------------+------------------+
| daemon_memcached_enable_binlog   | OFF              |
| daemon_memcached_engine_lib_name | innodb_engine.so |
| daemon_memcached_engine_lib_path |                  |
| daemon_memcached_option          |                  |
| daemon_memcached_r_batch_size    | 1                |
| daemon_memcached_w_batch_size    | 1                |
+----------------------------------+------------------+

注意:daemon_memcached_r_batch_sizedaemon_memcached_w_batch_size,这两个选项对性能影响较大,简单点说就是控制事务提交的频率,MySQL的缺省值均为1,也就是说每次都提交,这主要是从安全性考虑的,大家可以依照自己的情况来调整。

差不多了,此时Memcached端口应该准备就绪了,你可以试试看:

shell> echo "stats" | nc localhost 11211

换句话说,MySQL已经兼容Memcached协议,可以直接使用Memcached命令。

配置

在安装步骤里,我们导入了一个名为innodb_memcached_config.sql的脚本,它除了导入测试数据外,还创建了Memcached插件所需要的配置信息:

mysql> USE innodb_memcache
mysql> SHOW TABLES;
+---------------------------+
| Tables_in_innodb_memcache |
+---------------------------+
| cache_policies            |
| config_options            |
| containers                |
+---------------------------+

cache_policies定义了缓存策略,包含如下选择:

  • innodb_only:只使用InnoDB作为数据存储。
  • cache-only:只使用传统的Memcached引擎作为后端存储。
  • caching:二者皆使用,如果在Memcached里找不到,就查询InnoDB。

config_options定义了分隔符号:

  • separator:Memcached只识别单值,使用此分隔符(|)来连接多个字段的值。
  • table_map_delimiter:通过此分隔符(.)来确认表和键,如:@@table.key。

如果我们想通过Memcached协议来访问一个表,需要先在containers中配置它:

mysql> SELECT * FROM containers\G
*************************** 1. row ***************************
                  name: aaa
             db_schema: test
              db_table: demo_test
           key_columns: c1
         value_columns: c2
                 flags: c3
            cas_column: c4
    expire_time_column: c5
unique_idx_name_on_key: PRIMARY

如上已经有了test数据库的demo_test表,通过c1查询c2的值,表结构如下所示:

mysql> DESC test.demo_test;
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type                | Null | Key | Default | Extra |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| c1    | varchar(32)         | NO   | PRI |         |       |
| c2    | varchar(1024)       | YES  |     | NULL    |       |
| c3    | int(11)             | YES  |     | NULL    |       |
| c4    | bigint(20) unsigned | YES  |     | NULL    |       |
| c5    | int(11)             | YES  |     | NULL    |       |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+

缺省情况下有一行数据:

mysql> SELECT * FROM test.demo_test;
+----+--------------+------+------+------+
| c1 | c2           | c3   | c4   | c5   |
+----+--------------+------+------+------+
| AA | HELLO, HELLO |    8 |    0 |    0 |
+----+--------------+------+------+------+

让我们用Memcached协议来访问看看:

shell> echo "get @@aaa.AA" | nc localhost 11211
VALUE @@aaa.AA 8 12
HELLO, HELLO
END

我们还可以先设定缺省访问的表,然后后续的查询就只写键名就可以了:

shell> (echo "get @@aaa"; echo "get AA") | nc localhost 11211
VALUE @@aaa 0 14
test/demo_test
END
VALUE AA 8 12
HELLO, HELLO
END

虽然我的例子都是通过命令行执行的,但是大家很容易就更改写成PHP之类的方法。

限制

Memcached插件用起来非常简单,不过并不是一切都很完美,比如说:当我们配置表的时候,containers表的字段,除了key_columns和value_columns以外,其它的字段,如:flags,cas_column,expire_time_column等也必须设定,可是很多时候,我们在原表中找不到贴切的字段,此时就只能对应新建三个字段,味道很恶心。

此外,containers表还有如下限制,不过随着版本的更新,这些限制可能发生变化:

  • key_columns字段的类型必须是CHAR或VARCHAR,且最大长度是250个字符。
  • value_columns字段的类型必须是CHAR或VARCHAR或BLOB,长度不限。
  • cas_column字段的类型必须是BIGINT。
  • expiration_time_column字段的类型必须是INT。
  • flags字段的类型必须是INT。

说明:从5.6.14开始,key_columns类型可以是INTEGER。

实战

让我们以一个用户登录的例子来检验一下学习成果:

首先在测试数据库创建一个用户表:

USE `test`

CREATE TABLE `users` (
    `id` INT(10) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `username` VARCHAR(15) NOT NULL,
    `password` VARCHAR(32) NOT NULL,
    `email` VARCHAR(50) NOT NULL,
    `flags` INT(10) UNSIGNED DEFAULT '0',
    `cas_column` BIGINT(20) UNSIGNED DEFAULT '0',
    `expire_time_column` INT(10) UNSIGNED DEFAULT '0',
    PRIMARY KEY (`id`),
    UNIQUE KEY `username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB;

然后添加几行测试数据:

INSERT INTO `users` (`username`, `password`, `email`)
VALUES
('foo', 'ffffffffffffffffffffffffffffffff', 'foo@domain.com'),
('bar', 'bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb', 'bar@domain.com');

接着在containers里配置这个表:

INSERT INTO innodb_memcache.containers (
    name, db_schema, db_table, key_columns, value_columns,
    flags, cas_column, expire_time_column, unique_idx_name_on_key
) VALUES (
    'default', 'test', 'users', 'username', 'password|email',
    'flags', 'cas_column', 'expire_time_column', 'username'
);

这里我们定义了多个字段(password和email)作为value_columns,并且使用竖线作为分隔符,实际上使用空格,分号,逗号之类分隔符也可以,在innodb_config.c文件的源代码中能查到如下关于分隔符的定义,文档里并没有涵盖这些信息:

static const char* sep = " ;,|\n";

最后使用Memcached协议来访问一下,这里我们换个花样,执行一个MGET操作:

shell> echo "get foo bar" | nc localhost 11211
VALUE foo 0 47
ffffffffffffffffffffffffffffffff|foo@domain.com
VALUE bar 0 47
bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb|bar@domain.com
END

既然我定义value_columns的时候设置了多个字段,那么返回数据的时候自然也返回多个字段的数据,并且它们依照innodb_memcache.config_options表中的separator字段来分隔,缺省情况下是一个竖线,如果你的字段内容里包含了竖线,那么就会和缺省值发生冲突,此时你可以更新separator的定义,比如改成三个竖线等等,需要提醒的是,修改后别忘了重启Memcached插件。

说明:因为们在配置的时候把表命名为default,所以在请求的时候不用传递表名。如果不存在default,那么会把名字按照字母顺序正序排列,排在第一位的就是缺省。

本文在使用Memcached插件的时候,所有例子均使用的是读操作,实际上写操作也是支持的,不过在实际使用时,我更倾向于写操作都通过SQL来执行,而Memcached插件仅处理KV形式的读操作,实际压力测试的结果显示,Memcached插件比SQL的方式,性能提升了百分之一百左右,虽然仍不及独立的Memcached,但考虑到其它的优势,这个结果已经很让人欣喜了,下一站,InnoDB的Memcached插件!大家做好准备吧。

初窥InnoDB的Memcached插件》上有5条评论

  1. 安装这里的步骤一步步都很顺利,只有有一个地方要注意,要在创建user表时要把innodb_memcache.containers中的key_column这列的字段设为PRIMARY KEY或者唯一索引,我自己建表的时候就忘了,死活get不出来,在err日志才发现的。还有我在官方文档里没有看到从memcache修改mysql表的例子,在telnet中set @@table_id.key 0 0 20或者set able_id.key 0 0 20都没反应,不知道博主有没有试过呢

    • 我不知道那里没有对。现在发现有以下几个问题,没有懂。

      请教一下。

      1.当containers表中,有多个记录(即准备把多个表加入到库中)时,只能把第一条数据的所属那个库中的表,加载进来.其它的库的无法加载,get不到数据.
      2.我现在通过xmemcached客户端,是可以取到数据的,但是发现.memecached的stats中发现:STAT total_items 0.
      这是不是说,数据库里的数据没有加载到memcached中呢?

      3.这个memcached的内存这些应该在那里修改呢?

      第一次接触这个东西,请多指教.
      谢谢.

  2. wu_being@ubuntukylin64:~/MySQL_Memcached/mysql-5.7.17$ cmake . -DWITH_INNODB_MEMCACHED=ON
    — Running cmake version 3.5.1
    — Configuring with MAX_INDEXES = 64U
    — SIZEOF_VOIDP 8
    — MySQL 5.7.17
    — Packaging as: mysql-5.7.17-Linux-x86_64
    — Found /usr/local/include/boost/version.hpp
    — BOOST_VERSION_NUMBER is #define BOOST_VERSION 105900
    — BOOST_INCLUDE_DIR /usr/local/include
    — NUMA library missing or required version not available
    — Could NOT find Curses (missing: CURSES_LIBRARY CURSES_INCLUDE_PATH)
    CMake Error at cmake/readline.cmake:64 (MESSAGE):
    Curses library not found. Please install appropriate package,

    remove CMakeCache.txt and rerun cmake.On Debian/Ubuntu, package name is libncurses5-dev, on Redhat and derivates it is ncurses-devel.
    Call Stack (most recent call first):
    cmake/readline.cmake:107 (FIND_CURSES)
    cmake/readline.cmake:197 (MYSQL_USE_BUNDLED_EDITLINE)
    CMakeLists.txt:483 (MYSQL_CHECK_EDITLINE)

    — Configuring incomplete, errors occurred!
    See also “/home/wu_being/MySQL_Memcached/mysql-5.7.17/CMakeFiles/CMakeOutput.log”.
    See also “/home/wu_being/MySQL_Memcached/mysql-5.7.17/CMakeFiles/CMakeError.log”.
    wu_being@ubuntukylin64:~/MySQL_Memcached/mysql-5.7.17$

    • “On Debian/Ubuntu, package name is libncurses5-dev, …”
      > sudo apt-get install libncurses5-dev
      ok!!!!!

  3. Pingback引用通告: Ubuntu16.04 通过源码编译安装 MySQL 5.7.17 - 酷笔Blog

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